Пружно-напружений стан елементів внутрішнього корпуса циліндра високого тиску парової турбіни

Анотація

Оцінюється пружно-напружений стан внутрішніх корпусів циліндрів високого тиску (ЦВТ) парових турбін потужністю 300 і 500 МВт з використанням тривимірної розрахункової моделі конструкції. Внутрішні литі корпуси ЦВТ, що мають складну просторову форму і працюють в умовах складного силового і теплового навантаження, є одними з найбільш відповідальних і дорогих елементів парових турбін, що лімітують їх ресурс. Спрощені розрахункові моделі, що застосовувалися в інженерній практиці, не дозволяли оцінити ряд факторів, що визначають особливості напруженого стану. Для уточнення розподілу напружень по конструкції внутрішніх корпусів розв'язується задача напружено-деформованого стану (НДС) в тривимірній постановці з урахуванням умов експлуатації і контактної взаємодії фланців. Щоб визначити ступінь впливу окремих факторів на НДС, їх урахування проводиться послідовно. На даному етапі задача про НДС внутрішнього корпусу розв'язується в пружній постановці, без урахування впливу температурних напружень і деформацій. Розв’язок контактної задачі у фланцевих з'єднаннях внутрішніх корпусів базується на застосуванні моделі контактного шару. Зони передбачуваної контактної взаємодії зображуються контактними елементами, механічна взаємодія поверхонь контакту визначається величиною їх взаємного проникнення. Задача визначення НДС внутрішніх корпусів ЦВТ турбін К-325-23.5 і К-540-23.5 у тривимірній постановці розв'язується за використанням методу скінченних елементів, загальне число елементів – 19553 і 1780141 відповідно. В створених скінченноелементних моделях враховано контактну взаємодію фланців двох половин корпуса в області горизонтального роз'єму. У зонах контакту здійснюється згущення сітки. Наводяться результати оцінки напруженого стану внутрішніх корпусів ЦВТ парових турбін потужністю 300 і 500 МВт при пружному деформуванні з урахуванням впливу навантажень, що виникають в процесі монтажу і експлуатації турбін.